本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路及方法。
背景技术：
近年来，随着电力电子技术的发展，高压大功率设备对igbt器件的耐压等级提出了更高要求。如何设计更好的igbt串联技术，成为研究热点之一。
igbt串联应用的关键问题是实现均压。目前，在众多igbt串联均压技术中，最简单、可靠的方法是并联rc缓冲回路[1]。但在高压场合，考虑到损耗、体积以及造价等因素，无rc缓冲回路的均压方法更实用。此外，基于电压轨迹控制和门极信号延时调整等有源方法，因控制电路过于复杂，使用场合受限。因此，有必要基于igbt特性以及均压控制的要点，选择更为有效的均压方法。
电压箝位控制[2]原理，见图1。其中，t为igbt，d为快恢复二极管，z为稳压二极管。d、z组成电压箝位反馈控制回路，d保证了电流单向流动，z决定了箝位控制的启动阈值。t关断时，vce开始上升。vce低于z的阈值时，反馈控制回路中只有微弱的漏电流，作用可以忽略。如果vce超过z的阈值，反馈电流流过d和z，注入门极，使得vce被箝位于某一阈值，不能继续上升，从而达到保护igbt管过压损坏。
因稳压二极管的阈值有限，该均压电路只适用于低压小功率的串联igbt均压控制中。在高压大功率场合，该均压电路的使用受限。
本发明涉及以下技术术语：
1、igbt：insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极型晶体管。
2、igbt的雪崩击穿：当igbt的栅极电压为零或负时，处于正向阻断状态，此时若igbt承受外部阻断电压较高，当集电极-发射极间电压超过某一临界值时，发生雪崩击穿。
3、igbt的雪崩击穿电压：使igbt发生雪崩击穿的外部电压，称作雪崩击穿电压。
4、igbt的米勒电容：igbt内部寄生在集电极-栅极间的电容。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路及方法，实现大功率igbt串联均压问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路，包括：电阻r、电阻rg、电容c、稳压二极管z和igbt管：t管、ts管；所述t管的集电极与电阻r的一端连接，电阻r的另一端与稳压二极管z的阴极连接，稳压二极管z的阳极与ts管的集电极连接，ts管的发射极与t管的栅极连接；所述稳压二极管z并联电容c；所述ts管的栅极和发射极间短接电阻rg。
在上述方案的基础上，所述电阻r用于限制电路的电流，所述电阻rg用于防止ts管误导通。
上述适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路通过在t管的集电极和栅极间串入电阻r、并联电容c的稳压二极管z、栅极-发射极间短接电阻rg的ts管，实现了具有三阶段控制的均压电路，第一、三阶段具有峰值均压控制作用，第二阶段具有斜率均压控制作用。第一阶段峰值均压控制，由ts管实现；第二阶段斜率均压控制，由电阻r、ts管、电容c实现；第三阶段峰值均压控制，由电阻r、稳压二极管z和ts管实现。电阻r起限流作用，限制电阻r→t管栅极支路的电流。
具体包括以下步骤：
1)当t管集电极-栅极间电压vcg小于ts管雪崩击穿电压vts，即vcg＜vts时，电阻r→t管栅极支路的漏电流很小，其阻抗可视为无穷大，ts管承担t管集电极-栅极间电压，此时均压控制电路不起作用；
2)当vcg＝vts时，ts管发生雪崩击穿，该均压控制电路实现第一阶段峰值均压控制作用；
3)稳压二极管z的阈值电压为vz，当vts＜vcg＜vts+vz时，通过电阻r-电容c-ts管回路的电流，流入t管的栅极，所述电流是t管的集电极向栅极的反馈电流，相当于增大了t管的米勒电容，使得t管的集电极-发射极间电压vce的上升斜率下降，该均压控制电路实现第二阶段斜率均压控制作用；
4)当vts+vz≤vcg时，通过电阻r-稳压二极管z-ts管回路的电流，流入t管的栅极；当该电流大到一定程度时，t管进入有源区，使得t管vce箝位在vts+vz，实现第三阶段峰值均压控制作用。
有益效果：
对高压大功率场合串联igbt均压控制问题，提出了良好的解决方案。
本发明的技术关键点是利用igbt的雪崩击穿效应实现电压峰值控制，并综合了igbt的自身特点，设计了具有三阶段控制的均压电路。
附图说明
本发明有如下附图：
图1电压箝位控制电路图。
图2适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和2所示，本发明所述的适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路，包括：电阻r、电阻rg、电容c、稳压二极管z和igbt管：t管、ts管；所述t管的集电极与电阻r的一端连接，电阻r的另一端与稳压二极管z的阴极连接，稳压二极管z的阳极与ts管的集电极连接，ts管的发射极与t管的栅极连接；所述稳压二极管z并联电容c；所述ts管的栅极和发射极间短接电阻rg。
在上述方案的基础上，所述电阻r用于限制电路的电流，所述电阻rg用于防止ts管误导通。
上述适用于高压大功率场合的igbt串联均压控制电路通过在t管的集电极和栅极间串入电阻r、并联电容c的稳压二极管z、栅极-发射极间短接电阻rg的ts管，实现了具有三阶段控制的均压电路，第一、三阶段具有峰值均压控制作用，第二阶段具有斜率均压控制作用。第一阶段峰值均压控制，由ts管实现；第二阶段斜率均压控制，由电阻r、ts管、电容c实现；第三阶段峰值均压控制，由电阻r、稳压二极管z和ts管实现。电阻r起限流作用，限制电阻r→t管栅极支路的电流。
具体包括以下步骤：
1)当t管集电极-栅极间电压vcg小于ts管雪崩击穿电压vts，即vcg＜vts时，电阻r→t管栅极支路的漏电流很小，其阻抗可视为无穷大，ts管承担t管集电极-栅极间电压，此时均压控制电路不起作用；
2)当vcg＝vts时，ts管发生雪崩击穿，该均压控制电路实现第一阶段峰值均压控制作用；
3)稳压二极管z的阈值电压为vz，当vts＜vcg＜vts+vz时，通过电阻r-电容c-ts管回路的电流，流入t管的栅极，所述电流是t管的集电极向栅极的反馈电流，相当于增大了t管的米勒电容，使得t管的集电极-发射极间电压vce的上升斜率下降，该均压控制电路实现第二阶段斜率均压控制作用；
4)当vts+vz≤vcg时，通过电阻r-稳压二极管z-ts管回路的电流，流入t管的栅极；当该电流大到一定程度时，t管进入有源区，使得t管vce箝位在vts+vz，实现第三阶段峰值均压控制作用。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
附件：
参考文献(如专利/论文/标准)
文献1：孙荣丙.igbt串联技术研究[d].合肥工业大学,2009.
文献2：张春朋.姜齐荣.刘博超.采用电压箝位控制实现串联igbt的动态均压[j].北京：清华大学电机系，2009.
文献3：江波，胡安等.igbt电压击穿特性分析[j].电工技术学报.2011,26(8):145-150.